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(精品)高二物理人教选修3-4 11.3简谐运动的回复力和能量教案

(精品)高二物理人教选修3-4 11.3简谐运动的回复力和能量教案
(精品)高二物理人教选修3-4 11.3简谐运动的回复力和能量教案

临清三中物理编写人:盛淑贞审稿人:孙伏虎

选修3-4

第十一章

11.3、简谐运动的回复力和能量教案

一、教材分析

本节内容是从动力学和能量转换的的角度认识简谐运动,进一步认识简谐运动的特点,也是本章的重点内容之一。

二、教学目标

(一)、知识与技能

1.知道振幅越大,振动的能量(总机械能)越大;

2.对单摆,应能根据机械能守恒定律进行定量计算;

3.对水平的弹簧振子,应能定量地说明弹性势能与动能的转化;

4.知道简谐运动的回复力特点及回复力的来源。

5.知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动。

(二)、过程与方法

1.分析单摆和弹簧振子振动过程中能量的转化情况,提高学生分析和解决问题的能力。

2.通过阻尼振动的实例分析,提高处理实际问题的能力。

(三)、情感态度与价值观

1.简谐运动过程中能量的相互转化情况,对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透。

2.振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现。

三、教学重点难点

教学重点

对简谐运动中回复力的分析。

教学难点

关于简谐运动中能量的转化。

四、学情分析

学生对弹簧的弹力比较熟悉,对弹簧振子的受力容易接受,对回复力是运动方向的合力也易理解,但对平衡位置合力不为零的简谐运动较陌生,需强调对其实质的把握。对能量的转换较易理解,对能量随时间的变化规律易模糊,需认真对待。

五、教学方法

实验、观察与总结

六、课前准备

弹簧振子、坐标纸、预习学案 七、课时安排 1课时 八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

学生回答预习学案的内容,提出疑惑 (二)精讲点拨 1. 简谐运动的回复力 a. 简谐运动的回复力

弹簧振子振动时,回复力与位移是什么关系? 归纳

根据胡克定律,弹簧振子的回复力与位移成正比,与位移方向相反。 回复力具有这种特征的振动叫简谐运动。

物体在跟位移大小成正比,并且总指向平衡位置的力作用下的振动,叫做简谐运动。F=-kx

式中F 为回复力;x 为偏离平衡位置的位移;k 是常数,对于弹簧振子,k 是劲度系数,对于其它物体的简谐运动,k 是别的常数;负号表示回复力与位移的方向总相反。 b 、弹簧振子的振动只是简谐运动的一种。质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的位移成正比,方向与位移始终相反,这样的振动是简谐运动。 c 、证明;竖直悬挂的弹簧振子的振动为简谐振动

d 、如图的弹簧振子的振动为简谐运动,位移-时间关系为x =Asin ωt , 回复力

F =-Kx ,

所以有 F =-KA sin ωt=-F m sin ωt 可以用不同的图像表示上述特点.

2、简谐运动的能量

演示:水平方向的弹簧振子:已知轻质弹簧的劲度系数为K ,

k 振幅为A 。

观察振子的位移、速度、加速度、受力并填写下表

问题:

①弹簧振子或单摆在振幅位置时具有什么能?该能量是如何获得的?

②振子或单摆在平衡位置时具有什么能?该能量又是如何获得的?

③ 依据表格分别画出位移、回复力、加速度、速度、动能、弹性势能随时间变化的函数图像。

(三)课堂小结

1.振动物体都具有能量,能量的大小与振幅有关。振幅越大,振动的能量也越大。

2.对简谐运动而言,振动系统一旦获得一定的机械能,振动起来,这一个能量就始终保持不变,只发生动能与势能的相互转化。

3.振动系统由于受到外界阻尼作用,振动系统的能量逐渐减小,振幅逐渐减小,这种振动叫阻尼振动,实际的振动系统都是阻尼振动,简谐振动只是一种理想的模型。

(四)反思总结,当堂检测

(五)布置作业:问题与练习2、3、4

九、板书设计

(一)、回复力

振子在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的位移成正比,方向与位移始终相反,这样的振动是简谐运动。

(二)、简谐运动的能量

1.简谐运动系统的机械能守恒, 动能和势能之间互相转化.

2.机械能E=E Km=E Pm

3.实际振动中系统机械能会不断减少,所以简谐运动是理想化的振动.

4.动力学物理量周期和能量变化的周期

十、教学反思

1、回复力是一种效果力,需特别强调。

2、简谐运动系统的动能和势能之间互相转化,总机械能守恒,需无能量损失,所以是理想状态也许强调。

11.3、简谐运动的回复力和能量学案

课前预习学案

一、预习目标

1、能找出弹簧振子的回复力,写出公式表达理解物理意义.

2、初步了解简谐振动的能量转化,认识振动的能量与振幅有关。

二、预习内容

1.回复力

(1)回复力的方向跟振子偏离平衡位置的位移方向____________,总是指向___________位置,它的作用是使振子能____________平衡位置.

(2)做简谐运动的弹簧振子的回复力为____________,式中常数k为比例系数,叫做弹簧的____________;负号表示________________________.

(3)回复力是____________性变化的力.

2.简谐运动的能量的特征

(1)简谐运动过程是一个____________和____________不断转化的过程,在任意时刻振动物体的总机械能____________.

(2)在平衡位置,动能最__________,势能最_________;在位移最大处,势能最__________,动能最__________.

(3)振动系统的机械能跟振幅有关,振幅越大机械能越__________.

三、提出疑惑

课内探究学案

一、学习目标

1、思考弹簧振子的简谐运动在不同位置的受力与速度情况,掌握简谐运动的力的特征.

2、初步了解简谐运动的动能、势能、机械能的变化特征,能说明弹性

势能与动能的转化.

3、知道振幅越大,振动的总机械能越大.

4、通过同学间交流与讨论的合作学习,能清晰地描绘弹簧振子完成一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、弹性势能、机械能的变化情况.

重点

简谐运动的回复力及能量特征

二、学习过程

(一)、简谐运动力的特征:回复力

1、观察振子的运动,可以看出振子在做变速运动,请同学们分析一下振子做往复运动的原因是什么?画出弹簧伸长时振子的受力分析,再对弹簧被压缩时的振子进行受力分析。分组讨论

2、写出振子受力与位移x的关系式,并解释物理意义。说出回复力的定义。

3、通过受力分析分析判断竖直方向的振子的振动是否简谐振动

4、总结:物体做简谐振动的条件

⑴回复力是产生振动的必要条件之一;

⑵回复力方向总是指向平衡位置,它可以是一个力、也可以是几个力的合力或

某个力的分力;

⑶产生振动的第二个必要条件是阻力足够小。

(二)、简谐运动的能量特征

做简谐运动的振子在振动过程中,弹簧和振子组成的系统能量是怎样转化的,总的机械能如何变化?

(三)、振动过程中各物理量的周期性变化

对弹簧振子的一个振动周期分析各量的变化并填写下表

依据表格分别画出位移、回复力、加速度、速度、动能、弹性势能随时间变化的函数图像。

三、反思小结

四、当堂检测

1、弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中( )

A.振子所受的回复力逐渐增大

B.振子的位移逐渐增大

C.振子的速度逐渐减小

D.振子的加速度逐渐减小

2、做简谐运动的弹簧振子,每次经过同一点a(a点在平衡位置和最大振幅之间)时( )

A.速度相同

B.加速度相同

C.动能相同

D.势能相同

3.如图所示,弹簧一端固定在天花板上,另一端挂一质量为m的物体,今托住物体使弹簧没有发生形变然后将物体无初速度释放而做简谐运动,在物体从开始运动到最低点的过程中物体的重力势能____________,弹性势能____________,动能____________,(填“增大”或“减小”)而总的机械能____________.

4、一个弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩x后开始振动,第二次把弹簧压缩2x后开始振动,则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为[ ] A.1∶2,1∶2.

B.1∶1,1∶1.

C.1∶1,1∶2.

D.1∶2,1∶1.

5.如图1所示,两木块A和B叠放在光滑水平面上,质量分别为m和M,A与B之间的最大静摩擦力为f,B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使A和B在振动过程中不发生相对滑动,则 [ ]

课后练习与提高

1、图甲所示,A、B两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A、B始终保持相对静止,图乙中能正确反映振动过程中A受摩擦力F f与振子的位移x关系的图线应为( )

2、把一个小球套在光滑细杆上,球与轻弹簧相连组成弹簧振子,小球沿杆在水平方向做简谐运动,它围绕平衡位置O 在A 、B 间振动,如图11-3-6所示.下列结论正确的是( )

图11-3-6

A.小球在O 位置时,动能最大,加速度最小

B.小球在A 、B 位置时,动能最大,加速度最大

C.小球从A 经O 到B 的过程中,回复力一直做正功

D.小球从B 到O 的过程中,振动的能量不断增加

3、如图所示为某一质点的振动图象,由图象可知在t 1和t 2两时刻,质点的速度v 1、v 2,加速度a 1、a 2的正确关系为( )

A.v 1<v 2,方向相同

B.v 1<v 2,方向相反

C.a 1>a 2,方向相同

D.a 1>a 2,方向相反

4、 如图11-3-7所示,一弹簧振子在A 、B 间做简谐运动,平衡位置为O ,已知振子的质量为M ,若振子运动到B 处时将一质量为m 的物体放在M 的上面,且m 和M 无相对运动而一起运动,下述正确的是( )

图11-3-7

A.振幅不变

B.振幅减小

C.最大动能不变

D.最大动能减少

5、 做简谐运动的弹簧振子,振子质量为m ,最大速度为v ,则下列说法正确的是( ) A.从某时刻算起,在半个周期的时间内,回复力做的功一定为零 B.从某时刻算起,在半个周期的时间内,回复力做的功可能是零到

2

1mv 2

之间的某一个值 C.从某一时刻算起,在半个周期的时间内,速度变化量一定为零

D.从某一时刻算起,在半个周期的时间内,速度变化量的大小可能是零到2v 之间的某一值 6、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时,下列说法正确的( )

A.振子在振动过程中,速度相同时,弹簧的长度一定相等

B.振子从最低点向平衡位置运动过程中,弹簧弹力始终做负功

C.振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供

D.振子在振动过程中,系统的机械能一定守恒

7、关于弹簧振子做简谐运动时的能量,下列说法正确的有()

A.等于在平衡位置时振子的动能

B.等于在最大位移时弹簧的弹性势能

C.等于任意时刻振子动能与弹簧弹性

势能之和

D.位移越大振动能量也越大

8.如图是质点做简谐振动的图像,由

此可知()

A.t=0时,质点的位移、速度均为零

B.t=1s时,质点的位移为正向最大,

速度为零,加速度为负向最大

C.t=2s时,质点的位移为零,速度为

负向最大值,加速度为零

D.质点的振幅为5cm,周期为2s

9、如图5-9所示,竖直悬挂

的轻弹簧下端系着A、B两球,其质量mA=0.1kg、mB=0.5kg.静止时弹簧伸长15cm.若剪断A、 B间的细线,则A作简谐运动时的振幅和最大加速度为多少?g=10m/s2.

参考答案

当堂检测

1、D

2、BCD

3、减小增大先增大后减小不变

4、 C

5、BD

课后练习与提高

1、C

2、A

3、AD

4、AC

5、AD

6、CD

7、ABC

8、BC

9、分析剪断A、B间的细线后,A球成为竖直悬挂的弹簧振子,其振幅由它所处的初始状态决定.振动中的最大加速度由振子受到的最大回复力用牛顿第二定律可算出.解答由两球静止时的力平衡条件,得弹簧的劲度系数为

=40N/m.

剪断A、B间细线后,A球静止悬挂时的弹簧的伸长量为

=2.5cm.

弹簧下端的这个位置就是A球振动中的平衡位置.

悬挂B球后又剪断细线,相当于用手把A球下拉后又突然释放.刚剪断细线时弹簧比比静止悬挂A球多伸长的长度就是振幅,即

A=x=x A=15cm-2.5cm=12.5cm.

振动中A球的最大加速度为

=50 m/s2.

高中物理:简谐运动的回复力和能量练习

高中物理:简谐运动的回复力和能量练习 1.(山东省临朐一中高二下学期月考)如图所示,对做简谐运动的弹簧振子m 的受力分析,正确的是( A ) A .重力、支持力、弹簧的弹力 B .重力、支持力、弹簧的弹力、回复力 C .重力、支持力、回复力、摩擦力 D .重力、支持力、摩擦力 解析:弹簧振子m 受重力、支持力、弹簧弹力三个力的作用,故选A 。 2.(陕西省西安一中高二下学期月考)在简谐运动中,振子每次经过同一位置时,下列各组中描述振动的物理量总是相同的是( B ) A .速度、加速度、动量和动能 B .加速度、动能、回复力和位移 C .加速度、动量、动能和位移 D .位移、动能、动量和回复力 解析:振子每次经过同一位置时,其加速度、动能、回复力和位移总相同,故选B 。 3.(内蒙古包头九中高二下学期期中)光滑的水平面上放有质量分别为m 和12 m 的两木块,下方木块与一劲度系数为k 的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f ,为使这两个木块组成的系统能象一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( C ) A .f k B .2f k C .3f k D .4f k 解析:上面木块受到的静摩擦力提供其做简谐振动的回复力,故f =0.5ma ,kA =1.5ma ,由上两 式解得A =3f k 。 4.(吉林省八校高二下学期期中联考)一个在y 方向上做简谐运动的物体,其振动图象如图所示。下列关于图(1)~(4)的判断正确的是(选项中v 、F 、a 分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)( C )

A.图(1)可作为该物体的v-t图象B.图(2)可作为该物体的F-t图象C.图(3)可作为该物体的F-t图象D.图(4)可作为该物体的a-t图象 解析:因为F=-kx,a=-kx m ,故图(3)可作为F-t、a-t图象;而v随x增大而减小,故v -t图象应为图(2)。

人教版高中物理选修3-5教案知识分享

物理选修3-5教案 第十六章 动量和动量守恒定律 16.1 动量守恒定律(一) 1.动量及其变化 (1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv . 单位:kg ·m/s 读作“千克米每秒”。 ①矢量性:动量的方向与速度方向一致。 动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。 (2)动量的变化量: 定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′,则称:△p= p ′-p 为物体在该过程中的动量变化。 强调指出:动量变化△p 是矢量。方向与速度变化量△v 相同。 一维情况下:Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差 2.系统 内力和外力 (1)系统:相互作用的物体组成系统。 (2)内力:系统内物体相互间的作用力 (3)外力:外物对系统内物体的作用力 3.动量守恒定律 (1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 公式:m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′ (2)注意点: ① 研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。 ② 矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向; ③ 同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的) ④ 条件:系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力;当F 内>>F 外时,系统动量可视为守恒; 16.2动量守恒定律(二) 1.分析动量守恒定律成立条件有: 答:①F 合=0(严格条件) ②F 内 远大于F 外(近似条件) ③某方向上合力为0,在这个方向上成立。 221 12211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。 2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法 (1)分析题意,明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些

《简谐运动的回复力和能量》教案

11.3、简谐运动的回复力和能量示范教案 一、教学目的 1.掌握简谐运动的定义;了解简谐运动的运动特征;掌握简谐运动的动力学公式;了解简谐运动的能量变化规律。 2.引导学生通过实验观察,概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律,培养归纳总结能力。 3.结合旧知识进行分析,推理而掌握新知识,以培养其观察和逻辑思维能力。 二、教学难点 1.重点是简谐运动的定义; 2.难点是简谐运动的动力学分析和能量分析。 三、教具:弹簧振子,挂图。 四、主要教学过程 (一)引入新课 提问1:什么是机械振动? 答:物体在平衡位置附近做往复运动叫机械振动。 提问2:振子做什么运动? 日常生活中经常会遇到机械振动的情况:机器的振动,桥梁的振动,树枝的振动,乐器的发声,它们的振动比较复杂,但这些复杂的振动都是由简单的振动的组成的,因此,我们的研究仍从最简单、最基本的机械振动开始。刚才演示的就是一种最简单、最基本的机械振动,叫做简谐运动。 提问3:过去我们研究自由落体等匀变速直线运动是从哪几个角度进行研究的? 今天,我们仍要从运动学(位移、速度、加速度)研究简谐运动的运动性质;从动力学(力和运动的关系)研究简谐运动的特征,再研究能量变化的情况。 (二)新课教学 (第二次演示竖直方向的弹簧振子) 提问4:大家应明确观察什么?(物体) 提问5:上述四个物理量中,哪个比较容易观察? 提问6:做简谐运动的物体受的是恒力还是变力?力的大小、方向如何变? 小结:简谐运动的受力特点:回复力的大小与位移成正比,回复力的方向指向平衡位置 提问7:简谐运动是不是匀变速运动? 小结:简谐运动是变速运动,但不是匀变速运动。加速度最大时,速度等于零;速度最大时,加速度等于零。 提问8:从简谐运动的运动特点,我们来看它在运动过程中能量如何变化?让我们再来观察。提问9:振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置?(外力对系统做功) 提问10:在A点,振子的动能多大?系统有势能吗? 提问11:在O点,振子的动能多大?系统有势能吗? 提问12:在D点,振子的动能多大?系统有势能吗? 提问13:在B,C点,振子有动能吗?系统有势能吗? 小结:简谐运动过程是一个动能和势能的相互转化过程。 (三)总结: (四)布置作业:

课时分层作业 8 简谐运动的回复力和能量

课时分层作业(八)简谐运动的回复力 和能量 (建议用时:25分钟) 考点一简谐运动的回复力 1.简谐运动的回复力() A.可以是恒力 B.可以是方向不变而大小变化的力 C.可以是大小不变而方向改变的力 D.一定是变力 D[由F=-kx可知,由于位移的大小和方向在变化,因此回复力的大小和方向也在变化,一定是变力.] 2.如图所示,能正确反映做简谐运动的物体所受回复力与位移关系的图像是() A B C D B[由F=-kx可知,回复力F与位移大小x成正比,方向与位移方向相反,故选项B正确.] 3.关于简谐运动的回复力F=-kx的含义,下列说法正确的是() A.k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的长度 B.k是回复力跟位移的比值,x是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移 C.根据k=-F x,可以认为k与F成正比 D.表达式中的“-”号表示F始终阻碍物体的运动 B[对弹簧振子来说,k为劲度系数,x为质点离开平衡位置的位移,对于

其他简谐运动k不是劲度系数,而是一个比例系数,故A错误,B正确;该系数由系统本身结构决定,与力F和位移x无关,C错误;“-”只表示回复力与位移反向,回复力有时是动力,D错误.] 4.如图所示,在一倾角为θ的光滑斜板上,固定着一根原长为l0的轻质弹簧,其劲度系数为k,弹簧另一端连接着质量为m的小球,此时弹簧被拉长为l1.现把小球沿斜板向上推至弹簧长度恰好为原长,然后突然释放,求证小球的运动为简谐运动. [解析]松手释放,小球沿斜板往复运动——振动.而振动的平衡位置是小球开始时静止(合外力为零)的位置. mg sin θ=k(l1-l0) 小球离开平衡位置的距离为x,受力如图所示,小球受三个力作用,其合力F合=k(l1-l0-x)-mg sin θ,F合=-kx.由此可证小球的振动为简谐运动.[答案]见解析 考点二简谐运动的能量 5.(多选)一弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,在t=3.2 s时,振子的() A.速度正在增大,加速度沿正方向且正在减小

人教版高中物理必修1教案

人教版高中物理必修1教案 第一章运动的描述 第一节质点参考系和坐标系 【三维目标】 知识与技能 1.认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。 3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用。 过程与方法 1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法。2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。 3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性。 情感态度与价值观 1.认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性,培养学生热爱自然、勇于探索的精神。 2.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想。 3.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。 教学重点 1.理解质点概念以及初步建立质点要点所采用的抽象思维方法。 2.在研究具体问题时,如何选取参考系。 3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。 教学难点:在什么情况下可以把物体看作质点。 课时安排:1课时 教学过程 导入 我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着,机械运动是最基本、最普遍的运动形式,那么什么是机械运动呢?请列举几个运动物体的例子。 机械运动简称运动,指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。 新课教学 一、物体和质点 问题:选择以上一个较复杂的运动(例如鸟的飞行),我们如何描述它? 引导学生分析: 1.描述起来有什么困难? 2.我们能不能把它当作一个点来处理?

3.在什么条件下可以把物体当作质点来处理? 小结 1.只有质量,没有形状和大小的点叫做质点。 2.质点是一种科学抽象,一一种理想化的模型,这种忽略次要因素、突出主要因素(质量)的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。 3.一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 4.一个物体能否被看成质点,取决于所研究的问题的性质,同一个物体在不同的问题中,有的能被看作质点,有的却不能被看成质点。 学生讨论:1。是不是只有很小的物体才能看作质点? 2.地球的自转和转动的车轮能否被看作质点? 3.物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处? 二、参考系 导入 坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的,却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着,这里面蕴含了什么问题呢? 学生活动 让学生观察图1.1-3和1.1-4,阅读图右文字,回答以下问题 1.得出什么结论? 2.就图1.1-4能否提出一些问题?(例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方)目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。 小结 1.参考系是参照物的科学名称,是假定不动的物体。 2.运动和静止都是相对的。 3.参考系的选择是任意的,一般选择地面或相对地面静止的物体。 学生讨论:1。小小竹排江中游,巍巍青山两岸走 2.月亮在莲花般的云朵里穿行 3.坐地日行八万里,巡天遥看一千河 在上述三例中,各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。 三、坐标系 创设实例:从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的110m栏。 提出问题:怎样定量(准确)地描述车或刘翔所在的位置。 教师提示:你的描述必须能反映物体(或人)的运动特点(直线)、运动方向、各点之间的距离等因素。 学生讨论 教师总结 1.为了定量描述物体的位置随时间的变化规律,我们可以在参考系上建立适当的坐标系,这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。 2.对于质点的直线运动,一般选取质点的运动轨迹为坐标轴,质点运动的方向为坐标轴的正方向,选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。 3.位置的表示方法,例:x=5m。 学生讨论:如果物体在平面上运动(例如滑冰运动员),我们应如何建立坐标系? 小结

《11.3--简谐运动的回复力和能量》教学设计

《11.3 简谐运动的回复力和能量》

回忆前面学的判断物体是否做简谐运动的方法? 课件展示:两种判断物体是否做简谐运动的条件: ①x-t 图像为正弦曲线 ②F-x 满足 F=-k x的形式 下面用第二种方法来判断竖直的弹簧拉一个小球的 振动是不是简谐运动? 提醒:先找平衡位置。因为x为振子到平衡位置的位 移。 规定向下为正方向 平衡位置:0kx mg = 振子在C 点受到的弹力为:()0' x x k F += 振子受的回复力 ()kx kx kx mg x x k mg F mg F -=--=+-=-=00' 回复力与位移的关系符合简谐运动的定义 问:此时弹簧振子的回复力还是不是弹簧的弹力?(不是)那是什么?指点受到的合力 重力和弹力的合力 所以说:回复力不一定是弹力可能是几个力的合力。 振动具有周期性和重复性,在振动过程中,相关物理量的变化情况分析:x ;a;F;v 三、简谐运动的能量 因不考虑各种阻力,因而振动系统的总能量守恒。(用CAI 课件模拟弹簧振子的振动,分别显示分析x 、F 、a 、v、E k 、E p 、E 的变化情况) 观察振子从A →O→B →O →A的一个循环,这一循环可分为四个阶段:A →O 、O →B 、B →O、O→A ,分析在这四个阶段中上述各物理量的变化,并将定性分析的结论填入表格中。 分析:弹簧振子由C →O的变化情况 分步讨论弹簧振子在从C →O运动过程中的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能和总能量的变化规律。 ①从C到O 运动中,位移的方向如何?大小如何变化? 由C 到O 运动过程中,位移方向由O →C ,随着振子不断地向O 靠近,位移越来越小。 ②从C 到O 运动过程中,小球所受的回复力有什么特点? 小球共受三个力:弹簧的拉力、杆的支持力和小球的重力,而重力和支持力已相互平衡,所以回复力由弹簧弹力提供。

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高二物理教案 第一节静电现象的应用 教学目标 1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件; 2、理解静电屏蔽 重点难点 重点:静电现象的应用 难点:静电感应现象的解释 教具 高压起电机、多媒体 教学过程 一、静电平衡的特点 1、处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 地球是一个极大的导体,可以认为处于静电平衡状态,所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 二、阅读课本了解本节内容,并回答下列问题: 1、放电现象有哪些? 2、什么是火花放电?什么是接地放电? 3、尖端放电的原理是什么? 4、尖端放电的原理有何应用?避雷针的发展历史是怎样的? 5、静电有哪些应用? 6、哪些地方应该防止静电? 二、利用实验和录像教学:

高压起电机、电荷分布演示器、静电现象(包括静电复印、静电除尘、静电喷漆录象) 三、解决问题 1、火花放电和接地放电; 2、火花放电是指物体上积累了电荷,且放电时出现火花的放电现象;接地放电是 指为了防止物体上过量积累电荷,而用导体与大地连接,把电荷接入大地进行时时放电的现象; 3、尖端放电的原理:物体表面带电密集的地方—尖端,电场强度大,会把空气分 子“撕裂”,变为离子,从而导电; 4、可以应用到避雷针上;避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端” 与“圆端”之争; 5、静电除尘,静电复印,静电喷漆; 6、静电产生的火花能引起火灾,如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静 电; 四、练习 1.如图,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q和+2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<L)的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小________ 方向 _________. 作业 课后“问题与练习 1.2 静电力库仑定律

简谐运动的回复力和能量

简谐运动的回复力和能量 一、简谐运动的回复力 1.简谐运动 如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。 2.回复力 使振动物体回到平衡位置的力。 3.回复力的方向 总是指向平衡位置。 4.回复力的表达式 F=-kx。即回复力与物体的位移大小成正比,“-”表明回复力与位移方向始终相反,k是一个常数,由简谐运动系统决定。 二、简谐运动的能量 1.振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系:弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。 (1)在最大位移处,势能最大,动能为零。 (2)在平衡位置处,动能最大,势能最小。 2.简谐运动的能量特点:在简谐运动中,振动系统的机械能守恒,而在实际运动中都有一定的能量损耗,因此简谐运动是一种理想化的模型。 1.回复力的来源 (1)回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置的力,同向心力一样是按照力的作用效果来命名的。 (2)回复力可以由某一个力提供,如水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力;也可能是几个力的合力,如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力;还可能是某一力的分力。归纳起来,回复力一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。分析物体的受力时不能再加上回复力。 2.关于k值:公式F=-kx中的k指的是回复力与位移的比例系数,而不一定是弹簧的

劲度系数,系数k由振动系统自身决定。 3.加速度的特点:根据牛顿第二定律得a =F m=-k m x,表明弹簧振子做简谐运动时,振 子的加速度大小与位移大小成正比,加速度方向与位移方向相反。 4.回复力的规律:因x=A sin(ωt+φ),故回复力F=-kx=-kA sin(ωt+φ),可见回复力随时间按正弦规律变化。 1.根据水平弹簧振子图,可分析各个物理量的变化关系如下: 图11-3-4 振子的运动A→O O→A′A′→O O→A 位移方向向右向左向左向右大小减小增大减小增大 回复力方向向左向右向右向左大小减小增大减小增大 加速度方向向左向右向右向左大小减小增大减小增大 速度方向向左向左向右向右大小增大减小增大减小 振子的动能增大减小增大减小 弹簧的势能减小增大减小增大 系统总能量不变不变不变不变 当堂达标 1、(多选)如图11-3-2所示,物体系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为k1和k2,且k1=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体,然后释放,物体在B、C间振动,O 为平衡位置(不计阻力),设向右为正方向,物体相对O点的位移为x,则下列判断正确的是() 图11-3-2 A.物体做简谐运动,OC=OB

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高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动 一、三维目标 知识与技能 1、了解什么就是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法 通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力 情感态度与价值观 让学生体验科学得神奇,实验得乐趣 二、教学重点 使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律 三、教学难点 偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化 四、教学过程 引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动 1、机械振动 振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动? 微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征? [演示实验] (1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)] 提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体

各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征? 归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。 2、简谐运动 简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子得振动 讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点 b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。 (2)弹簧振子为什么会振动? 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。 回复力可以就是弹力,或其它得力,或几个力得合力,或某个力得分力,在O点,回复力就是零,叫振动得平衡位置。 (3)简谐运动得特征 弹簧振子在振动过程中,回复力得大小与方向与振子偏离平衡位置得位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置得位移简称为位移。 3、简谐运动得位移图象——振动图象 简谐运动得振动图象就是一条什么形状得图线呢?简谐运动得位移指得就是什么位移?(相对平衡位置得位移) 演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线 说明:匀速拉动纸带时,纸带移动得距离与时间成正比,纸带拉动 一定得距离对应振子振动一定得时间,因此纸带得运动方向可以代

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第四章电磁感应 划时代的发现 教学目标 (一)知识与技能 1.知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2.知道电磁感应、感应电流的定义。 (二)过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 (三)情感、态度与价值观 1.领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2.以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题,引导学

生思考并回答: (1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景 (2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗奥斯特面对失败是怎样做的 (3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释 (4)电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受。 学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动:引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答: (1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点 (2)法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的 (3)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么 (4)法拉第经历了多次失败后,终于发现了电磁感应现象,他 发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实 验都取得了成功,他认为成功的“秘诀”是什么 (5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了什么谈谈 自己的体会。 学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。 三、科学的足迹 1、科学家的启迪教材P3 2、伟大的科学家法拉第教材P4 四、实例探究 【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是(C)

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高二物理选修3-4教案 郑伟文 11.1简谐运动 教学目的 (1)了解什么是机械振动、简谐运动 (2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力 教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化 课型:启发式的讲授课 教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程(教学方法) 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动? [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征? [演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)] {提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? {归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 2.简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。

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新人教版高中物理选修3-3精品教案全册 第七章分子动理论 7.1 物质是由大量分子组成的 三维教学目标 1、知识与技能 (1)知道一般分子直径和质量的数量级; (2)知道阿伏伽德罗常数的含义,记住这个常数的数值和单位; (3)知道用单分子油膜方法估算分子的直径。 2、过程与方法:通过单分子油膜法估算测量分子大小,让学生体会到物质是由大量分子组成的。形成正确的唯物主义价值观。 3、情感、态度与价值观 教学重难点 (1)使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小(直径)的方法; (2)运用阿伏伽德罗常数估算微观量(分子的体积、直径、分子数等)的方法。 教学教具 (1)教学挂图或幻灯投影片:水面上单分子油膜的示意图;离子显微镜下看到钨原子分布的图样; (2)演示实验:演示单分子油膜:油酸酒精溶液(1:20O),滴管,直径约20cm圆形水槽,烧杯,画有方格线的透明塑料板。 教学过程: 第一节物质是由大量分子组成的 (一)热学内容简介 (1)热现象:与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。 (2)热学的主要内容:热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。 (3)热学的基本理论:由于热现象的本质是大量分子的无规则运动,因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。 (二)新课教学 1、分子的大小:分子是看不见的,怎样能知道分子的大小呢? (1)单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。 演示:如果油在水面上尽可能地散开,可认为在水面上形成单分子油膜,可以通过幻灯观察到,并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上,用于测定油膜面积。如图1所示。 提问:已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分子的直径是多少?(如果分子直径为d,油滴体积是V,油膜面积为S,则d=V/S,根据估算得出分子直径的数量级为10-10m) (2)利用离子显微镜测定分子的直径。 看物理课本上彩色插图,钨针的尖端原子分布的图样:插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话,那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d,如图2所示。

简谐运动的回复力和能量

《简谐运动的回复力和能量》教学案 北京 蔡雨翔 2013.04 教学目标: 1.掌握简谐运动回复力的特征。 2.对水平的弹簧振子,能定量地说明弹性势能与动能的转化。 教学过程: 一、简谐运动的回复力 在已学的知识当中,我们知道不同的运动受的力也是不同的,例如:物体静止或匀速直线运动,所受合力为零;物体匀变速直线运动,所受合力为大小和方向都不变的恒力;物体匀速圆周运动,所受合力大小不变,方向时刻都在改变,但方向总指向圆心。那么物体简谐运动时,所受合力有何特点呢 ? 当把弹簧振子从它静止的位置O 拉开一小段距离到A 再放开后,它会在A -O -B 之间振动。为什么会振动? 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,我们把这个 力叫做简谐运动的回复力。 1、定义:受到总能使振动物体回到平衡位置,且始终指向平衡位置的力 2、方向:始终指向平衡位置 3、特点:回复力是根据力的效果命名的,不是什么新的性质的力, 4、来源:振动方向的合力,可以是重力,弹力,摩擦力,还可以是几个力的合力或某个力的分力 ,对于水平方向的弹簧振子,回复力就是弹簧的弹力。 振子由于惯性而离开平衡位置,当振子离开平衡位置后,振子所受的回复力总是使振子回到平衡位置,这样不断地进行下去就形成了振动。振动的平衡位置O 也可以说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。 5.回复力与位移关系 弹簧振子的位移总是相对于平衡位置而言的,即初位置是平衡位置,位移可以用振子的位置坐标x 来表示,方向始终从平衡位置指向振子(外侧)。回复力的方向始终指向平衡位置,因而回复力的方向与振子的位移方向始终相反。对于水平方向的弹簧振子,回复力就是弹簧的弹力。在弹簧发生弹性形变时,弹簧振子的回复力F 跟振子偏离平衡位置的位移x 成正比,方向跟位移的方向总是相反。 二、简谐运动的动力学特征: F=-kx 式中F 为回复力,x 为偏离平衡位置的位移,k 是劲度系数,负号表示回复力与位移的方向总相反。 大量理论研究表明:如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。 做简谐运动的质点,回复力总满足F=-kx 的形式。式中k 是比例常数。这就是简谐运动的动力学特征。 这也是判断物体是否做简谐运动的方法。

第三节 简谐运动的回复力和能量教案

第三节简谐运动的回复力和能量 教学目标: (一)知识与技能 1、理解简谐运动的运动规律,掌握在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度变化的规律。 2、掌握简谐运动回复力的特征。 3、对水平的弹簧振子,能定量地说明弹性势能与动能的转化。 (二)过程与方法 1、通过对弹簧振子所做简谐运动的分析,得到有关简谐运动的一般规律性的结论,使学生知道从个别到一般的思维方法。 2、分析弹簧振子振动过程中能量的转化情况,提高学生分析和解决问题的能力。 (三)情感、态度与价值观 通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学,使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面,正是这一对立面能够使物体做简谐运动。 教学重点: 1、简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。 2、对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析。 教学难点: 1、物体做简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度等变化规律的分析总结。 2、关于简谐运动中能量的转化。 教学方法: 实验演示、讨论与归纳、推导与列表对比、多媒体模拟展示 教学用具: CAI课件、水平弹簧振子 教学过程: (一)引入新课教师:前面两节课我们从运动学的角度研究了简谐运动的规律,不涉及它所受的力。 我们已知道:物体静止或匀速直线运动,所受合力为零;物体匀变速直线运

动,所受合力为大小和方向都不变的恒力;物体匀速圆周运动,所受合力大小不变,方向总指向圆心。那么物体简谐运动时,所受合力有何特点呢? 这节课我们就来学习简谐运动的动力学特征。 (二)新课教学 1、简谐运动的回复力 (1)振动形成的原因(以水平弹簧振子为例) 问题:(如图所示)当把振子从它静止的位置O 拉开一小段距离到A 再放开后,它为什么会在A -O -A '之间振动呢? 分析:物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这 个力叫回复力。回复力是根据力的效果命名的,对于水平方向的弹簧振子,它是弹力。 ①回复力:振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置,且始终指向平衡位置的力,叫回复力。 回复力是根据力的作用效果命名的,不是什么新的性质的力,可以是重力、弹力或摩擦力,或几个力的合力,或某个力的分力等。 振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。 ②形成原因:振子离开平衡位置后,回复力的作用使振子回到平衡位置,振子的惯性使振子离开平衡位置。 (2)简谐运动的力学特征 问题:弹簧振子振动时,回复力与位移是什么关系? 分析:由振动过程的分析可知,振子的位移总是相对于平衡位置而言的,即初位置是平衡位置,位移可以用振子的位置坐标x 来表示,方向始终从平衡位置指向外侧。回复力的方向始终指向平衡位置,因而回复力的方向与振子的位移方向始终相反。 对水平方向的弹簧振子来说,回复力就是弹簧的弹力。在弹簧发生弹性形变时,弹簧振子的回复力F 跟振子偏离平衡位置的位移x 成正比,即 F=-kx

高中物理-简谐运动的回复力和能量练习题

高中物理-简谐运动的回复力和能量练习题 1.(多选)(河北省张家口市高二下学期月考)一个物体做简谐运动,下列说法中正确的是( CD ) A .物体运动过程中相距最远的两点之间的距离叫做振幅 B .物体先后两次经过同一位置所经历的时间叫做振动周期 C .物体在1秒钟内完成全振动的次数叫做振动频率 D .物体在各个时刻所处的不同状态叫做相位 解析:偏离平衡位置最大的距离叫振幅,故A 错误;物体先后以相同的运动状态通过同一位置所经历的时间叫做振动周期,故B 错误;物体在1秒钟内完成全振动的次数叫做振动频率,故C 正确;物体在各个时刻所处的不同状态叫做相位,故D 正确。 2.(多选)(四川省广安市高二下学期期末)如图甲所示的弹簧振子(以O 点为平衡位置在B 、C 间振动),取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向,得到如图乙所示的振动曲线,由曲线所给信息可知,下列说法正确的是( BD ) A .t =0时,振子处在C 位置 B .t =1.0s 和t =1.4s 振子的加速度方向相同 C .t =0.9s 时振子具有正方向的最大速度 D .t =0.4s 时振子对平衡位置的位移为5cm 解析:由振动图象可知t =0时,振子的位移为负向最大,说明振子处于B 位置,故A 错误;t =1.0s 和t =1.4s 振子处于OB 之间,所以加速度都指向正方向,B 正确;0.9s 时振子正通过平衡位置向负方向振动,此时加速度为零,速度最大,方向指向负方向,C 错误;质点振动方程y =- 0.1cos 2π1.2 t (m),当t =0.4s 时,y =0.05 m,D 正确。 3.(山东海岳中学高二下学期质检)如图所示,一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪很大,游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为3.0s 。当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm 时,游客能舒服地登船。在一个周期内,游客能舒服地登船的时间是( C )

人教版高二下册物理教案

人教版高二下册物理教案 (2021最新版) 作者:______ 编写日期:2021年__月__日 【一】 教学目标 一、知识目标 1、知道电磁驱动现象.

2、知道三相交变电流可以产生旋转磁场,知道这就是感应电动机的原理. 3、知道感应电动机的基本构造:定子和转子. 4、知道感应电动机的优点,知道能使用感应电动机是三相交变电流的突出优点. 二、能力目标 1、培养学生对知识进行类比分析的能力. 2、培养学生接受新事物、解决新问题能力. 3、努力培养学生的实际动手操作能力. 三、情感目标 1、通过让学生了解我国在磁悬浮列车方面的研究进展,激发他们的爱国热情和立志学习、报效祖国的情感. 2、在观察电动机的构造的过程中,使学生养成对新知识和新事

物的探索热情. 教学建议 1、由于感应电动机的突出优点,使它应用十分广泛、本节对它做了简单的介绍,以开阔学生眼界,增加实际知识.但作为选学内容,对学生没有太高的要求,做些介绍就可以了. 2、可以通过回忆前一章习题中提到的电磁驱动现象,本节的关键是通过演示、讲解使学生明白三相交变电流也可以产生旋转磁场,做到电磁驱动,这就是感应电动机的原理.这有利于新旧知识的联系和加强学生学以致用的意识.有条件的可以看实物或带学生参观,以增加实际知识. 3、课本中的感应电动机的内容,简要地介绍了感应电动机的转动原理,其中的核心内容是旋转磁场概念.建议教师如果可能的话,应找一台电动机,拆开了让学生看一看各个部分的形状.三相感应电动机在工农业生产中的应用很广泛,能让学生看一些实际例子. 教学设计示例 感应电动机

教学准备:幻灯片、感应电动机模型、学生电源、旋转磁铁 教学过程: 一、知识回顾 电磁驱动现象说明 二、新课教学: 感应电动机 1、过回忆绍电磁驱动现象:在U形磁铁中间放一个铝框,如果转动磁铁,造成一个旋转磁场.铝框就随着转动.这种电磁驱动现象. 告诉学生感应电动机就是应用该原理来工作的. 2、旋转磁场的产生方法: 旋转磁铁可以得到旋转磁场

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——全册教案,,试卷,教学课件,教学设计等一站式服务—— 全力满足教学需求,真实规划教学环节 最新全面教学资源,打造完美教学模式 第四章电磁感应 4.1 划时代的发现 教学目标 (一)知识与技能 1.知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2.知道电磁感应、感应电流的定义。 (二)过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 (三)情感、态度与价值观 1.领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2.以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点

知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答: (1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景? (2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是怎样做的? (3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过的知识如何解释? (4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。 学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动:引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答: (1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考?法拉第持怎样的观点? (2)法拉第的研究是一帆风顺的吗?法拉第面对失败是怎样做的? (3)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么?

3 简谐运动的回复力和能量

3简谐运动的回复力和能量 记一记 简谐运动的回复力和能量知识体系 1个概念——回复力 1个特征量——简谐运动的动力学特征,回复力F=-kx 1个守恒——简谐运动的机械能守恒 辨一辨 1.简谐运动的回复力可以是恒力.(×) 2.回复力的方向总是与位移的方向相反.(√) 3.回复力的方向总是与加速度的方向相反.(×) 4.水平弹簧振子运动到平衡位置时,回复力为零,因此能量一定为零.(×) 5.回复力的大小与速度大小无关,速度增大时,回复力可能增大,也可能减小.(×) 6.弹簧振子每次经过平衡位置时,位移为零、动能最大.(√) 想一想 1.简谐运动的回复力F=-kx中,k一定是弹簧的劲度系数吗? 提示:不一定.k是一个常数,由简谐运动系统决定.对于一个特定的简谐运动系统来说k是不变的,但这个系统不一定是

弹簧振子,k也就不一定是劲度系数. 2.做简谐运动的物体除了受其他力外一定还受到一个回复力作用,对吗? 提示:简谐运动的回复力是根据效果命名的力,不是做简谐运动的物体受到的具体的力,它是由物体受到的具体的力所提供的. 3.判断一个振动是否为简谐运动有哪些方法? 提示:(1)通过对位移的分析,列出位移—时间表达式,利用位移—时间图象是否满足正弦规律来判断. (2)对物体进行受力分析,求解物体所受力在振动方向上的合力,利用物体所受到的振动方向上合力是否满足F=-kx进行判断. 4.在弹簧振子的运动过程中,弹性势能最大的位置有几个?动能最大的位置有几个? 提示:在弹簧振子的运动过程中,弹性势能最大的位置有两个,分别对应于振子运动的最左端和最右端.动能最大的位置只有一个,就是弹簧振子的平衡位置. 思考感悟: 练一练 1.(多选)如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动,下列说法正确的是() A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复的力作用 C.振子由A向O运动过程中,回复力逐渐增大

简谐运动的回复力和能量教案

第十一章机械振动 第三节简谐运动的回复力和能量 教学目标: (一)知识与技能 掌握简谐运动的定义;了解简谐运动的运动特征;掌握简谐运动的动力学公式;了解简谐运动的位移、速度、加速度、能量变化规律。 (二)过程与方法 引导学生通过实验观察,概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律,培养归纳总结能力。 (三)情感、态度与价值观 结合旧知识进行分析,推理而掌握新知识,以培养其观察和逻辑思维能力。 二、教学难点 1.重点是简谐运动的定义; 2.难点是简谐运动的动力学分析和能量分析。 【提出问题】 物体做匀变速直线运动时,所受合力_________,方向___________; 物体做匀速圆周运动时,所受合力大小_______,方向与速度方向 ______并________, 物体做简谐运动时,所受合力有什么特点? 四:新课教学 一、简谐运动的回复力 1.振动形成的原因 水平弹簧振子的振动 如图所示,当把振子从静止的位置O拉开一小段距离到A再放开后,它为什么会在A-O-A'之间振动呢? (1)物体做机械振动时,一定受到指向__________的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫__________。 (2)回复力是根据力的________ (选填“性质”或“效果”)命名的。它可以是重力、弹力或摩擦力,或者几个力的合力,或某个力的分力。 (3)回复力的效果:把物体拉回到__________.当振子离开平衡位置后,振子所受的回复力总是使振子回到___________,这样不断进行下去,就形成了振动。 (4)方向:总是与位移x的方向相反,即总是指向__________. (5)表达式:F=________.即回复力与成正比___,“-”表明回复力与位移方向始终________,k是一个常数,由简谐运动系统决定.

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